Fotolitografiaa

Fotolitografia on mikrofotografian ja mikroelektroniikan keskeinen valmistusmenetelmä, jolla kuvioita siirretään valolle herkistyvälle fotorezistille alustan pinnalle, yleensä piihin. Prosessi koostuu useista vaiheista: substraatin puhdistus, fotorezistin ohuen tasaisen kerroksen levittäminen pyörivällä levityksellä sekä pehmeä paisto liuottimien haihduttamiseksi. Tämän jälkeen alus altistuu valon läpi maskin kautta, ja altistus muuttaa fotorezistin kemiallista rakennetta. Altistuksen jälkeen fotorezisti kehitetään: positiivisen fotorezistin tapauksessa altistetut alueet liukenevat kehitysliuokseen, negatiivisessa resistissä altistetut alueet pysyvät. Kehityksen jälkeen seuraa kovakäsittely (hard bake) resistin koventamiseksi. Tämän jälkeen suoritetaan kaivaminen eli syövytys tai muu materiaalin poistaminen resistin suojatuista alueista, jolloin syntyy haluttu rakenteellinen piiri. Lopuksi resisti poistetaan ja prosessi voidaan toistaa useilla kerroksilla monimutkaisten piirien aikaansaamiseksi.

Fotolitografia on vakiintunut tekniikka integroitujen piireiden valmistuksessa, jossa se ohjaa transistorien, metallikenteiden ja ohuiden eristeiden muodostamista. Keskeisiä tekijöitä ovat valon aallonpituus ja käytetyt optiset järjestelmät; perinteisistä pidempien aallonpituuksien lähteistä siirrytään lyhyempiin, kuten noin 193 nm ja 157 nm, ja viime aikoina kehitetään EUV-lithografiaa noin 13,5 nm:n aallonpituudella. Haasteita ovat kustannukset, maskien laatu sekä prosessin tarkkuuden ja puhtauden hallinta monikerroksisessa rakenteessa.